第二单元实验活动1 氧气的实验室制取与性质导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

《实验活动1 氧气的实验室制取与性质》导学案 版本 人教版《化学》九年级上册 化学观念：认识氧气的物理、化学性质，知晓实验室制氧的物质转化规律。 科学思维：依据反应物、生成物特点选择实验装置，分析实验现象与操作原理。 科学探究：规范完成氧气制取与性质实验，自主探究操作关键要点。 科学态度与责任：树立规范、安全的实验意识，养成严谨求实、爱护仪器的实验习惯。 二、教学重点与难点 重点：掌握高锰酸钾制取氧气的实验装置、操作步骤，熟练掌握氧气的收集、检验方法，明晰木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象与操作要点。 难点：理解实验规范操作的原理，分析实验误差与异常现象，掌握气体制取装置的选择逻辑和特殊操作的必要性。 三、教学内容设计 课前预习 （一）基础认知填空 1. 氧气是一种无色无味的气体，密度比空气略大，________溶于水，这一性质决定了氧气可采用排水法收集。 2. 实验室常用加热________的方法制取氧气，该药品为暗紫色固体。 3. 氧气的核心化学性质是________，能支持多种物质燃烧。 4. 检验氧气的常用方法是将________伸入集气瓶内，观察现象。 5. 加热固体制取气体时，试管口应________倾斜，防止冷凝水倒流引发试管炸裂。 （二）概念辨析判断 1. 氧气可以燃烧，能作为燃料使用。（） 2. 排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净。（） 3. 实验结束后，应先熄灭酒精灯，再移出导管。（） 4. 铁丝在空气中可以剧烈燃烧，火星四射。（） 5. 试管口放置棉花可以防止固体粉末进入导管。（） （三）预习思考简答 1. 结合氧气的物理性质，分析排水法和向上排空气法收集氧气的优缺点。 2. 简述加热高锰酸钾制取氧气的大致操作流程。 教学过程：课中探究案 模块一 实验仪器与药品认知探究 一、单项选择题 1. 下列仪器中，不属于加热高锰酸钾制取氧气发生装置的是（） A. 试管 B. 量筒 C. 铁架台 D. 酒精灯 2. 收集氧气时，不需要用到的仪器是（） A. 集气瓶 B. 水槽 C. 玻璃棒 D. 玻璃片 3. 下列关于实验药品的说法，正确的是（） A. 高锰酸钾是白色固体 B. 高锰酸钾无需密封保存 C. 实验用到的木炭为黑色固体 D. 铁丝可以直接在氧气中燃烧，无需处理 4. 组装气体发生装置时，用于固定试管的仪器是（） A. 试管夹 B. 铁架台 C. 镊子 D. 药匙 5. 取用高锰酸钾固体药品，应使用的仪器是（） A. 胶头滴管 B. 镊子 C. 药匙 D. 量筒 二、填空题 1. 加热高锰酸钾制取氧气的整套装置分为________装置和________装置两部分。 2. 橡胶塞的作用是密封试管，防止________逸出，保证装置气密性良好。 3. 玻璃导管的作用是将产生的氧气从________导出至收集装置。 4. 实验中玻璃片的作用是________，防止收集的氧气逸散到空气中。 5. 酒精灯使用时，需用________加热，该部位温度最高。 三、简答探究题 1. 为什么量筒不能用于本次氧气制取实验？结合仪器用途分析原因。 2. 简述集气瓶和广口瓶的区别，说明收集气体为何选用集气瓶。 模块二 实验装置选择与气密性探究 一、单项选择题 1. 加热高锰酸钾制取氧气的发生装置类型为（） A. 固液常温型 B. 固固加热型 C. 液液加热型 D. 固液加热型 2. 选择气体发生装置的核心依据是（） A. 气体的密度 B. 气体的溶解性 C. 反应物状态和反应条件 D. 气体的化学性质 3. 氧气的收集方法不包括（） A. 排水法 B. 向上排空气法 C. 向下排空气法 4. 选择向上排空气法收集氧气的依据是（） A. 氧气不易溶于水 B. 氧气密度略大于空气 C. 氧气能支持燃烧 D. 氧气无色无味 5. 检查装置气密性的最佳时机是（） A. 组装装置后，装药品前 B. 装药品后，加热前 C. 加热过程中 D. 实验结束后 二、判断改错题（正确打√，错误打×并改正） 1. 氧气密度比空气大，因此可以用向下排空气法收集。（）________ 2. 装置气密性不好，会导致收集不到氧气或收集的气体量偏少。（）________ 3. 组装装置时，导管应伸入试管底部，便于充分导出气体。（）________ 4. 排水法收集气体时，集气瓶无需装满水即可收集。（）________ 5. 固固加热型装置适用于所有固体参与的气体制取反应。（）________ 三、实验探究简答题 1. 详细描述检查该实验装置气密性的完整操作方法和判断标准。 2. 对比排水法和向上排空气法收集氧气的优缺点，分别说明两种方法的适用场景。 3. 若装置气密性检查无问题，但收集的氧气纯度较低，分析可能的装置安装问题。 模块三 实验操作步骤与注意事项探究 一、单项选择题 1. 加热高锰酸钾制取氧气的正确操作顺序是（） ①组装仪器 ②检查气密性 ③装入药品 ④固定装置 ⑤加热 ⑥收集气体 ⑦移出导管 ⑧熄灭酒精灯 A. ①②③④⑤⑥⑦⑧ B. ②①③④⑤⑥⑧⑦ C. ①③②④⑤⑥⑦⑧ D. ①②④③⑤⑥⑦⑧ 2. 试管口放置一团棉花的主要作用是（） A. 保温 B. 防止高锰酸钾粉末进入导管 C. 增加氧气产量 D. 加快反应速率 3. 实验结束后必须先移出导管再熄灭酒精灯，核心目的是（） A. 节约药品 B. 防止水槽中水倒流炸裂试管 C. 方便整理仪器 D. 使氧气收集更纯净 4. 加热试管时，首先要进行的操作是（） A. 集中加热药品部位 B. 预热试管 C. 盖上灯帽 D. 移出导管 5. 排水法收集氧气时，开始收集的最佳时机是（） A. 加热后立即收集 B. 导管口有连续均匀气泡冒出时 C. 试管内出现大量白烟时 D. 气泡冒出不均匀时 二、填空题 1. 试管口略向下倾斜，是为了防止加热产生的________倒流，使试管冷热不均炸裂。 2. 固定试管时，铁夹应夹在试管的________部位。 3. 加热过程中，若试管外壁有水，需________后再加热，避免试管炸裂。 4. 收集满氧气的集气瓶应________放在桌面上，防止氧气逸散。 5. 实验过程中，酒精灯不慎打翻起火，应立即用________盖灭。 三、实验误差与异常现象探究题 1. 实验中收集的氧气不纯，请写出三条可能的操作原因。 2. 加热高锰酸钾后，试管内出现大量水雾，结合实验操作分析原因，并说明解决办法。 3. 实验过程中试管发生炸裂，列举四种可能的操作失误。 4. 收集氧气时，导管口有气泡冒出，但集气瓶始终无法集满气体，分析装置层面的原因。 模块四 氧气的性质实验探究 一、单项选择题 1. 下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的是（） A. 木炭 B. 铁丝 C. 蜡烛 D. 红磷 2. 木炭在氧气中燃烧的主要现象是（） A. 火星四射 B. 发出白光，放热 C. 产生大量白烟 D. 生成白色固体 3. 铁丝在氧气中燃烧实验，集气瓶底部预留少量水的目的是（） A. 吸收氧气 B. 防止高温熔融物炸裂集气瓶 C. 降温散热 D. 增加实验现象 4. 下列关于氧气性质的说法，错误的是（） A. 氧气能支持燃烧 B. 氧气是无色无味的气体 C. 氧气具有可燃性 D. 氧气密度略大于空气 5. 检验集气瓶中氧气是否集满的方法正确的是（） A. 伸入带火星的木条 B. 放在瓶口带火星的木条复燃 C. 观察气体颜色 D. 闻气体气味 二、填空题 1. 木炭在氧气中燃烧后生成的气体能使澄清石灰水________。 2. 铁丝燃烧前，需将铁丝打磨光亮，目的是除去铁丝表面的________。 3. 铁丝燃烧实验中，需在铁丝末端系一根火柴，作用是________。 4. 可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，原因是________。 5. 氧气的两大核心性质分为________性质和________性质。 三、实验现象分析与探究题 1. 详细描述木炭在空气和氧气中燃烧的不同现象，并分析现象差异的原因。 2. 若铁丝伸入氧气中后未发生燃烧，分析三条可能的实验操作问题。 3. 结合两次性质实验，总结氧气支持燃烧的规律，说明氧气在燃烧反应中的作用。 4. 为什么不能将点燃的铁丝直接触碰集气瓶瓶壁？结合实验原理说明原因。 模块五 综合实验应用与拓展探究 一、单项选择题 1. 实验室制取氧气的实验中，不需要监控的实验要素是（） A. 装置气密性 B. 操作顺序 C. 药品颜色 D. 实验安全规范 2. 下列操作符合化学实验安全要求的是（） A. 加热时试管口对着他人 B. 直接用手触碰高温试管 C. 规范放置酒精灯，远离易燃物 D. 实验废液随意倾倒 3. 区分空气和氧气最简单的实验方法是（） A. 观察颜色 B. 闻气味 C. 用带火星木条检验 D. 称重对比 4. 下列关于实验药品处理的说法正确的是（） A. 剩余药品放回原瓶 B. 剩余药品随意丢弃 C. 剩余药品放入指定容器 D. 药品可以混合存放 5. 本次实验无法验证的氧气性质是（） A. 助燃性 B. 溶解性 C. 可燃性 D. 密度与空气的对比 二、判断说理题 1. 排水法收集的氧气一定百分百纯净，该说法是否正确？说明理由。 2. 只要有气泡冒出，就说明氧气已经收集满，该说法是否正确？说明理由。 3. 铁丝燃烧实验中，集气瓶底部的水可以用细沙代替，该说法是否正确？说明理由。 三、综合探究应用题 1. 梳理加热高锰酸钾制取氧气的整套实验流程，标注每个步骤的核心操作要点与易错点。 2. 结合本次实验，总结气体实验室制取的通用思路，包括装置选择、操作规范、气体收集与检验。 3. 对比氧气制取实验和性质实验，分析实验操作的关联性，说明规范制取氧气是性质实验成功的基础。 4. 结合实验过程，谈谈实验安全操作的重要性，列举本次实验的核心安全注意事项。 板书设计（课堂小结） 实验活动1 氧气的实验室制取与性质 一、实验药品与仪器 药品：高锰酸钾、木炭、铁丝、水 仪器：试管、酒精灯、铁架台、导管、橡胶塞、集气瓶、水槽、玻璃片、药匙 二、实验装置 发生装置：固固加热型 收集装置：排水法、向上排空气法 三、实验操作步骤 查（气密性）→装（药品、塞棉花）→定（固定试管）→点（加热、预热）→收（连续气泡收集）→离（移导管）→熄（灭酒精灯） 四、氧气的性质 1. 物理性质：无色无味、密度略大于空气、不易溶于水 2. 化学性质：具有助燃性，支持木炭、铁丝等物质燃烧 五、核心注意事项 试管口略向下倾斜、管口放棉花、先移导管后熄灯、铁丝燃烧瓶底留水 参考答案 （一）课前预习案答案 1. 基础认知填空 1. 不易 2. 高锰酸钾 3. 支持燃烧（助燃性） 4. 带火星的木条 5. 略向下 2. 概念辨析判断 1. × 2. √ 3. × 4. × 5. √ 3. 预习思考简答 1. 排水法收集的氧气纯度高，但气体湿润、含有水蒸气；向上排空气法收集的氧气干燥，但纯度略低，适合收集干燥的氧气。 2. 组装实验装置，检查装置气密性，装入高锰酸钾药品并放置棉花，固定试管，预热后加热，收集产生的氧气，实验结束后先移出导管，再熄灭酒精灯。 （二）课中探究案答案 模块一 实验仪器与药品认知探究 一、单项选择题：1.B 2.C 3.C 4.B 5.C 二、填空题：1.发生、收集 2.氧气 3.试管内 4.密封集气瓶口 5.外焰 三、简答探究题 1. 量筒仅用于定量量取液体体积，不耐高温、不能加热，也无法作为反应容器或气体制取容器，因此不用于本次实验。 2. 集气瓶瓶口平整、配有玻璃片，可密封集气，适合收集、储存气体；广口瓶主要用于存放固体药品，无配套密封玻璃片，不适合收集气体。 模块二 实验装置选择与气密性探究 一、单项选择题：1.B 2.C 3.C 4.B 5.A 二、判断改错题 1. ×；氧气密度略大于空气，应采用向上排空气法收集 2. √ 3. ×；导管只需刚露出橡胶塞即可，伸入过长不利于气体导出 4. ×；集气瓶必须装满水，否则瓶内残留空气，导致氧气不纯 5. ×；仅适用于固体药品、需要加热的气体制取反应 三、实验探究简答题 1. 连接好实验装置，将导管一端伸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段稳定水柱，说明装置气密性良好。 2. 排水法：优点是气体纯度高，无需验满；缺点是气体含水蒸气，不干燥。向上排空气法：优点是气体干燥，操作简便；缺点是纯度较低，需要验满。排水法适合收集纯净氧气，排空气法适合收集干燥氧气。 3. 导管伸入试管过长、橡胶塞未塞紧、集气瓶未装满水、装置连接处存在缝隙等，都会导致氧气纯度偏低。 模块三 实验操作步骤与注意事项探究 一、单项选择题：1.A 2.B 3.B 4.B 5.B 二、填空题：1.冷凝水 2.中上部 3.擦干水分 4.正 5.湿抹布 三、实验误差与异常现象探究题 1. 集气瓶未装满水、未等气泡连续均匀冒出就开始收集、装置气密性轻微漏气、收集后未及时盖好玻璃片。 2. 原因：试管口未略向下倾斜，加热产生的冷凝水聚集在试管口；或试管外壁有水未擦干。解决办法：调整试管倾斜角度，实验前擦干试管外壁水分。 3. 试管口未向下倾斜、试管外壁有水直接加热、未预热直接集中加热、实验后热试管直接接触冷水、酒精灯灯芯接触试管等。 4. 装置气密性不佳，连接处漏气；导管伸入收集装置过短，无法顺利收集气体。 模块四 氧气的性质实验探究 一、单项选择题：1.B 2.B 3.B 4.C 5.B 二、填空题：1.变浑浊 2.氧化层（铁锈） 3.引燃铁丝 4.氧气浓度更高 5.物理、化学 三、实验现象分析与探究题 1. 木炭在空气中燃烧发红光，燃烧平缓；在氧气中燃烧发出明亮白光，燃烧剧烈、放热更多。原因：空气中氧气浓度低，纯氧中氧气浓度高，氧气浓度越高，燃烧越剧烈。 2. 铁丝表面氧化层未打磨干净、火柴燃尽后才伸入集气瓶、氧气纯度不足、铁丝伸入速度过慢，氧气逸散。 3. 氧气不具有可燃性，但具有强助燃性，能够支持可燃物燃烧，提升燃烧剧烈程度，是燃烧反应的重要助燃物质。 4. 铁丝燃烧产生高温熔融物，触碰瓶壁会导致集气瓶受热不均，引发炸裂，因此不能接触瓶壁。 模块五 综合实验应用与拓展探究 一、单项选择题：1.C 2.C 3.C 4.C 5.C 二、判断说理题 1. 不正确。排水法收集的氧气会混有少量水蒸气，无法达到绝对纯净的状态。 2. 不正确。初始冒出的气泡为装置内的空气，并非氧气，需待气泡连续均匀冒出才是纯净氧气。 3. 正确。细沙可以隔绝高温熔融物与瓶底，防止集气瓶炸裂，可替代水完成实验。 三、综合探究应用题 1. 查：组装后检查气密性，防止漏气；装：装入高锰酸钾，管口放棉花，防止粉末进导管；定：试管口略向下倾斜，铁夹固定中上部；点：先预热，再集中加热药品部位；收：连续均匀气泡冒出时收集；离：收集完毕先移导管；熄：最后熄灭酒精灯，防水倒流。易错点：未预热、试管口未倾斜、先熄灯后移导管、过早收集气体。 2. 通用思路：先根据反应物状态和反应条件选择发生装置，依据气体密度、溶解性选择收集装置；实验前检查气密性，规范组装仪器、取用药品；严格遵循操作顺序，规避安全风险；最后通过专属现象检验、验满气体。 3. 氧气制取的纯度、量的多少直接决定性质实验效果。若制取的氧气不纯、量不足，会导致木炭燃烧现象不明显、铁丝无法燃烧，只有规范完成制取实验，获得纯净足量的氧气，才能清晰观察氧气的助燃性，保证性质实验成功。 4. 规范的实验操作可有效避免试管炸裂、仪器损坏、实验失败，杜绝烫伤、火灾等安全事故。核心安全要点：禁止试管口对人、高温仪器不触碰、酒精灯规范使用、废液废料规范处理、严格遵守操作顺序。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $